PROYECTO DE INVESTIGACINGRAFENOAUTORES:

Juan Jos GiraldoJuan Esteban GiraldoJonatn IdarragaAna DuqueCamilo Gmez

GRUPO: 9eEREA: Tecnologa e Informtica

PROFESORES:ALBA INS GIRALDO LPEZJAIRO VICENTE MIRANDA GMEZ

CONTENIDO

1Portada

2Tabla de Contenido

3Justificacin

4Lluvia de ideas - L.U.P. Listado nico de Palabras (30)

5Banco de preguntas de Investigacin (36)

6Cuadro de valoracin- costo, tiempo, factibilidad, innovacin, solucin tecnolgica

7Las 5 mejores preguntas de investigacin estadsticas

8El cuento tecnolgico

9La pregunta de investigacin el problema

10Antecedentes del problema

11Ruta de investigacin

12Cronograma del proyecto de investigacin

13Objetivo general (1)

14Objetivos especficos (5)

15Marco terico 20 conceptos o temas del proyecto.

16Variables de la investigacin.

17Metodologa pasos y procedimientos de la investigacin

18Observaciones

19Encuestas

20Entrevistas

21Posibles soluciones al problema

22Seleccin de la mejor solucin

23Presupuesto del proyecto de investigacin

24Diseos y planos de despiece y montaje del artefacto

25Procesos de fabricacin en fotos y videos

26Conclusiones

27Presentacin del Blogger o Pagina Web

28Glosario de trminos en espaol e Ingls(30)

29Bibliografa

30Anexos en su portafolio

JUSTIFICACION: Porque: Nos pareci que con el grafeno podramos ayudar en el tema ecolgico y tecnolgico a la I.E.T.I.S.D y adems tener una buena participacin en la feria de la ciencia en el colegio. Para que: Para ayudar en todo el tema de la ecologa por que el tema del material que revolucionara el mundo nos parece muy interesante para la lucha contra la contaminacin

LUP Listado nico de palabras 2015SSEGUN LOS RETOSMUNDIAles ENERGIA SOLAR1.panel2.bombillo3.caro4.casa5.helio6.celular

COMUNICACIONES1.televisor2.telefono3.computador4.radio5.velocidad6. tablet

ALIMENTOS1.calidad2.frutas3.regar4.carbon5.vegetales6.huevo

TELETRANSPORTACION1.transportacion2.viaje3.hogar4.impulso5.atomo6.portal

AGUA 1.barco2.hidraulica3.energia4.sol5.contaminacion6.rio

SALUD1.tratamiento2.hospital3.ambulancia4.doctor5.pasta6.camilla

PREGUNTAS DE INVESTIGACION

5 MEJORES PREGUNTAS DE INVESTIGACIONCmo construir una casa que sea amigable con el medio ambiente?Cmo construir un bombillo que funcione con energa solar?Cmo construir un carro solar que sirva para carreras automovilsticas que funcione mediante la energa solar?Cmo construir un panel solar a partir del grafeno?Cmo utilizar la energa renovable en la sala de la IETISD?

CUENTO TECNOLOGICOUn da en una pequea granja una familia quera economizar su dinero e hicieron una reunin familiar para a ver que hacan para no gastar tanto dinero llegaron a la conclusin iban a colocaron a investigar para ver que hacan, das despus decidieron colocar un panel solar en el techo para ver cuanta luz generaba pero se dieron cuenta de que este panel no tena fuerza suficiente para abastecer la casa entonces el hijo ms pequeo dio la solucin que colocaran otro panel, el padre dijo que no tena mucho dinero para otros paneles. El hijo mayor dio la solucin que vendiera un animal de la granja para poder costar los paneles que faltaban, al padre la idea la pareci muy buena y dijo que s se poda vender un animal que no hiciera falta en esta granja.Un pajarito escucho la conversacin de los granjeros y el pjaro se fue contarles a todos los animales de la granja.El pjaro les conto que Ivn a vender una animal de la granja que porque estaban gastando mucho dinero y todos los animal se miraron unos a otros con cara de asombro y a la vez con un poco de miedo.El burro dijo Qu culpa tenemos nosotros? Todos empezaron a dar su opinin:La vaca dijo que por que le cerdo come mucho y todo con lo que come no les da a los granjeros para sostener la barriga de este cerdo.El cerdo por su parte dijo que la vaca tena la culpa ya que ella no da la suficiente leche para vender.Todos unos a otros se fueron echando la culpa hasta que el toro grito todos se callan! Dijo esta no es la solucin paro los problemas el empez a decir lo bueno que hacan los animales en la granja y empez a decir cada papel que desempeaban en la granja y que sin ellos no podra ser una granja prospera l dijo que envs de ponerse a pelear por que no buscaban una solucin, todos empezaron a pensar que podan hacer para solucionar esto.Por parte de los granjeros pensaban que animales no eran indispensable en la granja para poder venderlos, todos los miembros de la familia dieron su opinin y se dieron cuenta de que todos los animales en la granja eran esenciales para est. El tema no se volvi hablar en toda la tarde y todos quedaron pensativos.Toda la familia se fue para un paseo que el padre tena planeado para desesterarse y calmar los nimos el paseo duraba una semana y toda la familia fue.La granja quedo sola, y el toro hiso una reunin con todos los animales de esta para hablar sobre quien se tena que ir se de la granja, todos de nuevo empezaron a sacar las cosas malas de cada uno.

De pronto dijo el burro vamos a poner en votacin quien seba va de la granja.Pero el toro dijo aqu nadie tiene el poder se juzgar a nadie todos somos imperfectos y si se tiene que ir uno nos vamos todos, todos los animales se asombraron de este gran filsofo.El gallo dijo porque mejor no le ayudamos a los amos a economizar luz y as nadie se tiene que ir, todos se rieron de l, pero es toro dijo esa es la solucin todos la aceptaron excepto la vaca. Ella dijo cmo le van a ayudar a los amos?, es que no se dan cuenta que son simples animales y no tienen ninguna posibilidad con la magia de los amos que pensaron, que iba ser tan fcil ayudar no est magia es tan poderosa que los animales no la podemos manejar, y adems si pudiramos aprender esta magia quin no la enseara?.Todos se des ilusionaron porque pensaron que haban encontrado la solucin a este problema.Cuando se escuch una pequea voz, era la voz del perro y les dijo que el sabia quien les poda ensear tal magia.Todos de nuevo empezaron a soar.El toro dijo que si los poda llevar a este animal, el perro dijo no es un animal! es una pequea mquina que tiene mucho conocimiento de todas las cosas y los amos sacan de ah todo sobre la magia que practican.El toro dijo bueno no importaba lo que sea con tal que les ensee esta gran magia, el perro dijo hay un problema esa mquina est en la casa de los amos, todos de nuevo perdieron la esperanza pero el ratn dijo yo les puedo abrir la puerta para que entren, todos se colocaron muy felices.Hicieron un escuadrn para entrar en la casa: fue el toro, el cerdo, el ratn, el gallo, el perro y el ms inteligente el burro.El ratn entro en la casa y trato de abrir la puerta solo, pero no pudo y tuvo que llamar a otros compaeros para poder alcanzar la puerta despus de un largo tiempo lograron abrir con mucha dificultad. El escuadrn de animales entr a la casa y vieron esta gran mquina y los animales le empezaron a hablar y a pedirle consejos, el perro dijo no sean tontos esta mquina no tiene vida propia, y cmo funciona? Preguntaron todos los animales el perro dijo vamos a oprimir este pequeo botn y el toro lo oprimi por alguna, gran magia esta mquina prendi, era lo ms maravilloso que los animales haban visto en sus vidas quedaron tan maravillados que no tenan palabras.El perro cogi el maus y lo movi y movi una pequea flecha en el la pantalla de la mquina y el perro busco como hacer paneles solares.Apareci que se poda hacer una con lpices con el pequeo tizn que tenan adentro y todos los animales fueron a buscar lpices para hacer tal cosa el toro se llen de un montn de conocimiento que ya l se crea un mago poderoso como sus amos el aprendi hacer un panel de grafeno e hizo salir a todos los animales de la casa.Cuando llegaron al granero el toro hizo un pequeo laboratorio como se lo enseo la mquina y empez a hacer experimentos con los tiznes de los lpices y tuvo que intentar muchas veces para poder sacar algo bueno.Todos los animales pensaron que el toro era un mago por que hizo un poco de grafeno, este grafeno era muy copo y necesitaban una gran cantidad de este material para hacer un panel que abasteciera la casa los animales haban gastado todos los papis de la casa y todos los animales empezaron a pensar donde podan encontrar ms lpices, el burro dijo que l vea pasar a unos nios con tales instrumentos en la mano y el toro dijo que hicieran parejas para que fueran a las otros granjas a pedir prestado los lpices y fue as todos los animales trajeron una gran cantidad de lpices y el toro con el cerdo empez a fabricar en grafeno.Ya tenan una gran cantidad de grafeno para hacer el panel y el toro dijo lo hemos logrado hemos fabricado el material principal de panel.El toro dijo pero an no hemos terminado necesito unos pequeos cables para poder armar la parte interna del panel todo de nuevo empezaron a buscar y el caballo llego con el pelo erizado pues haba sacado los cables de un carro y lo haba encalambrado todos se rieron pues les pareci muy cmico.El toro dijo hemos terminado ya tenemos un panel solar, vamos a probar si sirve y salieron a probarlo pero estaba de noche y no quiso funcionar y todos se desilusionaron por que no quiso trabajar dejaron el panel quieto y todos se fueron a dormir muy tristes. Al da siguiente el perro dijo ya s por qu no funciono!!! Se supone que es un panel solar y necesita sol, entonces no funciono porque estaba de noche.El toro dijo esa es la respuesta salieron a intentar de nuevo y por arte de magia el bombillo que estaba pegado del panel solar prendi, todos se alegraron y hubo una gran fiesta esa noche.Al da siguiente el toro llevo el panel al techo del granero para que cogiera sol y luego llevo los cables a la lnea principal de la casa y la casa tuvo ms luz y ms fuerza y todos los bombillos cogieron una intensidad de luz majestuosa, todos los animales al ver esto se tranquilizaron porque ya nadie iba a estar en peligro.Cuando los granjeros llegaron a la casa y prendieron la luz notaron que tena ms intensidad y los granjeros dijeron que no se iba a ir ningn animal de esta granja. Los animales le dejaron un pequeo regalo a los nios les dejaron unos paneles pequeos para que le colocaran a sus carros para que no gastaran ms pilas y ahorraran a un ms dinero, la familia nunca estuvo ms feliz y aprendieron a economizar ms dinero y de ah en adelante hicieron ms proyectos para cuidar y proteger sus animales y el medio ambiente.Todos y cada uno de los animales de la granja trabajaron juntos con un fin que era salvar la granja tenemos que aprender de ellos y aprender a trabajar en equipo.FinLA PREGUNTA DE INVESTIGACION. Cmo construir un panel solar a partir del grafeno? ANTECEDENTES DEL PROBLEMA INVESTIGACION Cmo hacer funcionar un panel solar?Cmo hacer funcionar el panel a partir del grafeno?Principales funciones del grafeno?Ejemplos de grafeno en la tecnologaCONSTRUCCION DEL PANEL Planificacin Construccin de las piezas Ajuste de las piezas RESULTADO FINAL

RUTA DE INVESTIGACION

CRONOGRAMA

OBJETIVO GENERALConstruir el panel solar a partir del grafeno para demostrar que este nuevo material va revolucionar el mundoOBJETIVOS ESPECIFICOS-Construir el panel solar a partir del grafeno en la sala de la ietisd-Demostrar lo que puede hacer el grafeno-Terminar el panel solar de grafeno trabajando en equipoMarco terico 20 conceptos o temas del proyecto.-Qu es un panel solar?Un panel solar (o mdulo solar) es un dispositivo que aprovecha la energa de la radiacin solar. El trmino comprende a los colectores solares utilizados para producir agua caliente (usualmente domstica) mediante energa solar trmica y a los paneles fotovoltaicos utilizados para generar electricidad mediante energa solar fotovoltaica.-Qu es el grafeno?El grafeno es una sustancia formada por carbono puro, con tomos dispuestos en patrn regular hexagonal, similar al grafito, pero en una hoja de un tomo de espesor. Es muy ligero: una lmina de 1 metro cuadrado pesa tan solo 0,77 miligramos. Se considera 200 veces ms fuerte que el acero y su densidad es aproximadamente la misma que la de la fibra de carbono, y es aproximadamente cinco veces ms ligero que el acero.Propiedades del grafenoEs extremadamente duro: 100 veces ms resistente que una hipottica lmina de acero del mismo espesor6Es muy flexible y elstico.Es transparente.Auto enfriamiento (segn algunos cientficos de la Universidad de Illinois). [cita requerida]Conductividad trmica y elctrica altas.7Hace reaccin qumica con otras sustancias para producir compuestos de diferentes propiedades. Esto lo dota de gran potencial de desarrollo.Sirve de soporte de radiacin ionizante.Tiene gran ligereza, como la fibra de carbono, pero ms flexible.Menor efecto Joule: se calienta menos al conducir los electrones.Para una misma tarea que el silicio, tiene un menor consumo de electricidad.Qu es el acero?Aleacin de hierro con pequeas cantidades de carbono y que adquiere con el temple gran dureza y elasticidad.RADIACION ELECTROMAGNETICA?La radiacin electromagntica es un tipo de campo electromagntico variable, es decir, una combinacin de campos elctricos y magnticos oscilantes, que se propagan a travs del espacio transportando energa de un lugar a otro.1 De hecho la radiacin electromagntica est formada ntegramente por ondas electromagnticas.Grafeno que absorbe toda la luzEl grafeno, el material de moda, hecho de una capa de un solo tomo de carbono cuyo descubrimiento mereci el Nobel hace un par de aos, se ha convertido en objeto de investigacin en muchos laboratorios del mundo que van encontrndole cada vez ms propiedades excepcionales. Un equipo liderado por cientficos espaoles acaba de anunciar el descubrimiento de un extrao efecto con este material: es capaz de absorber toda la luz en su monocapa atmica, y luz en diferentes colores. Adems de su inters puramente cientfico, el hallazgo tiene interesantes aplicaciones potenciales para desarrollar fotosensores de infrarrojo, por ejemplo, y F. Javier Garca Abajo (Instituto de Qumica-Fsica Rocasolano, Madrid) y sus colegas ya han presentado una solicitud de patente casi a la vez que publican su investigacin en la revista Physical Review Letters.CABLES DE ALTA VELOCIDADInvestigadores de la Universidad de Cambridge lograron que el grafeno fuera capaz de captar una gran cantidad de luz, lo que se puede utilizar en la creacin de cables de fibra ptica muy veloces que se benefician de otra de las propiedades del material: los electrones se desplazan rpidamente en l. As, se prometen cables de grafeno que podran mover informacin cientos de veces ms rpido que uno actual, lo que podra implementarse en el rea de las telecomunicaciones para la instalacin de redes ms veloces, aumentando as la capacidad y rapidez de internet, la telefona mvil y en definitiva, todas las comunicaciones que se llevan a cabo sobre nuestro planeta.SUPER-BATERIASQuizs uno de los descubrimientos ms emocionantes es el relacionado al campo de las bateras, donde hoy en da la tecnologa permite dispositivos que funcionan durante pocas horas hasta requerir de una carga elctrica que puede durar otras varias horas, degradando la experiencia de uso en telfonos mviles, tabletas y computadoras porttiles.PANTALLAS TACTILES FLEXIBLESAl ser capaz de conducir electrones de muy buena forma casi sin calentarse en el proceso, investigadores de la Universidad de Texas y la Universidad de Corea del Sur descubrieron que una lmina de grafeno puede usarse en el desarrollo de pantallas tctiles, aprovechando el hecho de que una lmina de grafeno puede ser totalmente transparente, ideal para colocar por sobre un panel de pixeles sin disminuir el brillo de su retroiluminado. Adems, esa delgada lmina de grafeno sensible a la conduccin elctrica y que captara nuestros toques puede ser muy flexible, aportando a lo que podran ser futuras pantallas tctiles flexibles, lo que bien podra acompaarse de la tecnologa OLED flexible para el desarrollo de esta clase de tecnologa.AUDICULARES Y ALTAVOCES MAS PROFESIONALESQin Zhou y Alex Zettl son dos cientficos de la Universidad de California que quieren revolucionar el mercado del audio gracias a sus auriculares y altavoces de grafeno. La idea es crear un diafragma hecho de grafeno que se coloque en medio de dos electrodos para crear un campo magntico, tras lo cual el grafeno vibra y produce sonido. Segn los investigadores, sin mucho trabajo posterior para "afinar" los auriculares y darles un tratamiento especial, se consigui un sonido a la par de productos actuales de alta calidad. Y como el diafragma de grafeno utiliza una lmina que es muy delgada, el tamao y peso del producto tambin puede ser muy reducido, por lo que podran crearse auriculares de alta calidad que al mismo tiempo sean muy pequeos y livianos.CAMARAS FOTOGRAFICAS MIL VECES MAS SENSIBLESUna cmara fotogrfica actual est compuesta, bsicamente, de un lente por el que pasa la luz y que luego llega a un sensor, captndola y transformndola en informacin digital. Lo que investigadores de la Nanyang Technological University en Singapur lograron fue crear un sensor hecho de grafeno, aumentando la sensibilidad del dispositivo unas mil veces en relacin a las tecnologas actuales CMOS o CCD. Estamos hablando de una mejora escandalosamente alta para lo que son sensores utilizados en cmaras profesionales y compactas, permitiendo mejores capturas en condiciones de poca luz y en general para cualquier ocasin. Adems, estos nuevos sensores de grafeno consumen diez veces menos energa y son cinco veces ms econmicos de producir en masa que los convencionales.SILICENOEl siliceno es un altropo bidimensional del silicio, similar al grafeno.

PENTAGRAFENOEl pentagrafeno es un altropo terico del carbono compuesto enteramente por pentgonos de tomos de carbono que se asemejan a las baldosas pentgonales de las aceras de El Cairo1 fue propuesto en 2014 mediante modelos informticos.AMOLEDes una tecnologa de fabricacin de pantallas basada enOLED. Tiene una importancia al alza debido a su utilizacin en dispositivos mviles, como los telfonos mviles.SUPERCONDENSADORLos supercondensadores tambin conocidos como condensadores electroqumicos de doble capa, supercapacitores, pseudocapacitores, ultracondensadores, ultracapacitores o simplemente EDLC por sus siglas en ingls, son dispositivos electroqumicos capaces de sustentar una densidad de energa inusualmente alta en comparacin con los condensadores normales, presentando una capacidad miles de veces mayor que la de los condensadores electrolticos de alta capacidad.CARBONOElemento qumico de nmero atmico 6, masa atmica 12,01 y smbolo C ; es un no metal slido que es el componente fundamental de los compuestos orgnicos y tiene la propiedad de enlazarse con otros tomos de carbono y otras sustancias para formar un nmero casi infinito de compuestos; en la naturaleza se presenta en tres formas: diamante, grafito y carbono amorfo o carbn; en cada una de estas formas tiene muchas aplicaciones industriales.

COMPUESTO ORGANICOCompuesto orgnico o molcula orgnica es un compuesto qumico ms conocido como micro molcula o estitula que contiene carbono, formando enlaces carbono-carbono y carbono-hidrgeno. En muchos casos contienen oxgeno, nitrgeno, azufre, fsforo, boro, halgenos y otros elementos menos frecuentes en su estado natural.COBREElemento qumico de nmero atmico 29, masa atmica 63,54 y smbolo Cu ; es un metal de color pardo rojizo, brillante, dctil, muy maleable, resistente a la corrosin y buen conductor de la electricidad y el calor; es el metal de ms usos y se utiliza para la fabricacin de cables, lneas de alta tensin, maquinaria elctrica y en aleaciones, siendo las dos ms importantes el latn, una aleacin con cinc, y el bronce, una aleacin con estao.CONDUCTOR ELECTRICOSon materiales cuya resistencia al paso de la electricidad es muy baja. Los mejores conductores elctricos son metales, como el cobre, el oro, el hierro y el aluminio, y sus aleaciones, aunque existen otros materiales no metlicos que tambin poseen la propiedad de conducir la electricidad, como el grafito o las disoluciones y soluciones salinas (por ejemplo, el agua de mar) o cualquier material en estado de plasma.ELECTRICIDADes el conjunto de fenmenos fsicos relacionados con la presencia y flujo de cargas elctricas. Se manifiesta en una gran variedad de fenmenos como los rayos, la electricidad esttica, la induccin electromagntica o el flujo de corriente elctrica. La electricidad es una forma de energa tan verstil que tiene un sinnmero de aplicaciones, por ejemplo: transporte, climatizacin, iluminacin y computacin.

ENTREVISTASQu opina sobre la utilizacin del grafeno como un nuevo mtodo novedoso que remplazara materiales como el acero y adems cambiara el futuro?Yo opino que esto es algo muy positivo para el medio ambiente y a la vez muy novedoso por que utilizamos los que nos brinda el ambiente como el grafito, y podemos ver que Colombia tiene demasiado. Magnolia Gonzlez.Yo opino que el grafeno es un material que remplazara perfectamente el acero y cambiara el futuro ya que posee muchas propiedades que otros materiales no poseen . Mireya Rojas.POSIBLES SOLUCIONES AL PROBLEMA.GRAFENO EL MATERIAL QUE REVOLUCIONARA EL FUTUROConocido como el material del futuro, el grafeno no deja de asombrar a la comunidad cientfica y tecnolgica por sus increbles propiedades e infinidad de aplicaciones potenciales. Es un altropo del carbono, es decir una de las formas divergentes que procede de ese elemento qumico, como lo son tambin el carbn o el diamante.

Curiosamente su descubrimiento viene de la dcada de los aos 30 del pasado siglo, pero se le prest poca atencin, dado que se pensaba que era un material inestable termodinmicamente. Solo tras los descubrimientos de los cientficos Konstantin Novoselov y Andre Geim, cuando lo consiguieron aislar a temperatura ambiente, adopt la importancia que tiene ahora. En 2010, estos investigadores de nacionalidad rusa recibieron el Premio Nobel de Fsica por sus trabajos con el grafeno.

Aadido a otros compuestos, como materia prima principal o como componente de nuevos procesos de laboratorio y produccin, este revolucionario material posibilitar, entre muchas otras cosas: fabricar filtros que separarn la sal del agua dos o tres ms rpido que las desalinizadoras actuales, as como obtener combustibles que permitirn que los aviones alcancen mayores velocidades, optimizando el funcionamiento del motor y reduciendo el consumo y la contaminacin ambiental. Adems es cien veces ms eficaz como conductor elctrico que el silicio y ms fuerte que el diamante.Propiedades destacadasEntre las propiedades destacadas de este material se incluyen:5

-Es extremadamente duro: 100 veces ms resistente que una hipottica lmina de acero del mismo espesor6-Es muy flexible y elstico.-Es transparente.-Autoenfriamiento (segn algunos cientficos de la Universidad de Illinois). [cita requerida]-Conductividad trmica y elctrica altas.7-Hace reaccin qumica con otras sustancias para producir compuestos de diferentes propiedades. Esto lo dota de gran potencial de desarrollo.-Sirve de soporte de radiacin ionizante.-Tiene gran ligereza, como la fibra de carbono, pero ms flexible.-Menor efecto Joule: se calienta menos al conducir los electrones.-Para una misma tarea que el silicio, tiene un menor consumo de electricidad.-Genera electricidad al ser alcanzado por la luz.8-Razn superficie/volumen muy alta que le otorga un buen futuro en el mercado de los supercondensadores.-Se puede dopar introduciendo impurezas para cambiar su comportamiento primigenio de manera que, por ejemplo, no repela el agua o que incluso cobre mayor conductividad.-Se autorrepara; cuando una lmina de grafeno sufre dao y se quiebra su estructura, se genera un agujero que atrae tomos de carbono vecinos para as tapar los huecos.-En su forma xida absorbe residuos radioactivos.